一、重要知識點(diǎn)

1.I/O端口和I/O內(nèi)存寄存器和常規(guī)內(nèi)存的區(qū)別：寄存器和RAM主要不同在于寄存器有邊際效果，讀取某個地址時可能導(dǎo)致該地址的內(nèi)容發(fā)生變化，比如說很多設(shè)備的中斷狀態(tài)寄存器只要一讀取，便自動清0.所以硬件寄存器不能直接訪問，而要通過I/O端口和I/O內(nèi)存兩種方式訪問。

在硬件層，I/O內(nèi)存區(qū)域和I/O端口區(qū)域沒有概念上的區(qū)別：它們都是通過向地址總線和控制總線發(fā)生電平信號進(jìn)行訪問，再通過數(shù)據(jù)總線讀寫數(shù)據(jù)。

a.I/O端口：一些CPU制造廠在它們的芯片中使用單一的地址空間，而一些則為外設(shè)保留獨(dú)立的地址空間，以便和內(nèi)存區(qū)間分開來，這段獨(dú)立與內(nèi)存地址空間的地址空間就叫I/O端口。在/proc/ioport中可以看到。嵌入式處理器大部分不支持I/O端口。

訪問I/O端口有兩步：1.申請I/O端口2.讀寫I/O端口申請I/O端口：structresource *request_region(unsigned long first， unsigned long n， const char *name)

申請從first開始的n個端口。參數(shù)name為設(shè)備名稱。如果分配成功則返回非NULL值。

釋放I/O端口：voidrelease_region(unsigned long start， unsigned long n)

讀寫I/O端口：讀寫一個字節(jié)unsignedinb(unsigned port)

voidoutb(usigned char byte， unsigned port)

讀寫二個字節(jié)unsignedinb(unsigned port)

voidoutb(usigned short byte， unsigned port)

讀寫四個字節(jié)unsignedinb(unsigned port)

voidoutb(usigned long byte， unsigned port)

b.I/O內(nèi)存通過將外設(shè)寄存器映射到內(nèi)存空間來進(jìn)行訪問叫做I/O內(nèi)存，嵌入式大多只支持這種操作。

訪問I/O內(nèi)存有三步：1.申請I/O內(nèi)存區(qū)域2.映射I/O內(nèi)存區(qū)域3.讀寫I/O內(nèi)存申請I/O內(nèi)存區(qū)域structresource *request_mem_region(unsigned long start， unsigned long len， char *name)

申請?jiān)L問從start(I/O物理地址)開始的len長度的I/O內(nèi)存區(qū)域，如成功則返回非NULL值。在/proc/iomem中可可以查看到已經(jīng)被申請的I/O內(nèi)存區(qū)域。在后面的我寫的驅(qū)動程序中并沒用使用申請這一步，是因?yàn)槲沂褂玫腉PIO內(nèi)存區(qū)域已經(jīng)被申請，如果在申請會導(dǎo)致失敗。但是這樣做法是不安全的做法，因?yàn)橥�一I/O內(nèi)存區(qū)域域被多個模塊使用。

釋放I/O內(nèi)存區(qū)域voidrelease_mem_region(unsigned long start， unsigned long len)

映射I/O內(nèi)存區(qū)域void*ioremap(unsigned long phy_addr， unsigned long size)

映射從物理地址phy_addr開始的size長度的的地址空間。返回可以訪問I/O內(nèi)存地址。由ioreamp返回的地址不應(yīng)該直接引用，必須通過下面一些列的讀寫函數(shù)完成。

讀寫操作I/O內(nèi)存讀1、2、4個字節(jié)：unsignedint read8(void *addr);unsignedint read16(void *addr)

unsignedint read32(void *addr)

寫讀1、2、4個字節(jié)：voidiowrite8(u8 value， void *addr)

voidiowrite16(u8 value， void *addr)

voidiowrite32(u8 value， void *addr)

2.混雜設(shè)備驅(qū)動在Linux系統(tǒng)中，存在一類字符設(shè)備，他們共享一個主設(shè)備號(10)，但此設(shè)備號不同，我們稱這類設(shè)備為混雜設(shè)備(miscdeivce)，查看/proc/device中可以看到一個名為misc的主設(shè)備號為10.所有的混雜設(shè)備形成一個鏈表，對設(shè)備訪問時內(nèi)存根據(jù)次設(shè)備號找到對應(yīng)的miscdevice設(shè)備。

Linux內(nèi)核使用structmiscdeivce來描述一個混雜設(shè)備structmiscdevice{ int minor;conststruct file_opreations *fops;structlist_head list;structdevice *parent;structdevice *this_device;}使用時只需填寫minor次設(shè)備號，*name設(shè)備名，*fops文件操作函數(shù)集即可。

Linux內(nèi)核使用misc_register函數(shù)注冊一個混雜設(shè)備。注冊成功后，linux內(nèi)核為自動為該設(shè)備創(chuàng)建設(shè)備文件。

intmisc_register(struct miscdevice *misc)

二、驅(qū)動代碼

1.驅(qū)動代碼一這段LED驅(qū)動代碼采用手動I/O內(nèi)存映射的方式訪問。沒有使用申請內(nèi)存區(qū)域函數(shù)，這樣使不安全的。直接訪問I/O內(nèi)存地址而不是通過讀寫函數(shù)訪問也是不安全。同時驅(qū)動代碼包含硬件相關(guān)代碼也是移植性不好的。寫這段代碼是為了幫助理解I/O內(nèi)存映射的過程。

view plain #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include

volatile unsigned int long *gpb_con = NULL;volatile unsigned int long *gpb_data = NULL;

static int leds_ioctl(struct inode *inode， struct file *file，unsigned int cmd， unsigned long arg)

{

if((cmd>1) |(arg>3))

return-EINVAL;

switch(cmd)

{ case 0：*gpb_data&= ~(1

default：return-EINVAL;

}

return 0;}

static const struct file_operations leds_fops = {。owner = THIS_MODULE，。ioctl = leds_ioctl，};

static struct miscdevice misc = {。minor =MISC_DYNAMIC_MINOR，。name ="my_leds"，。fops =&leds_fops，};

static int __init leds_init(void)

{ int ret;

//注冊混雜設(shè)備ret =misc_register(&misc);

//映射I/O內(nèi)存gpb_con = (volatileunsigned long *)ioremap(0x56000010， 16); //0x56000010為GPIOB控制寄存器的物理地址gpb_data = gpb_con+1;

//配置LED對應(yīng)的GPIOB 5、6、7、8口為輸出并初始化為1，LED滅*gpb_con |=(1

printk("ledsinit. ");return ret;}

static void leds_exit(void)

{

misc_deregister(&misc);

printk("leds_exit ");}

module_init(leds_init);module_exit(leds_exit);

MODULE_AUTHOR("Y-Kee");MODULE_LICENSE("GPL");

2.驅(qū)動代碼二：采用內(nèi)核定義好的GPIO接口(S3C2410_GPB5和S3C2410_GPB5_OUTP)和GPIO操作函數(shù)(s3c2410_gpio_setpin和s3c2410_gpio_cfgpin)�？梢浦残院�，也是正確的做法。內(nèi)核的GPIO操作函數(shù)也是通過一些的運(yùn)算將GPIO接口換算成虛擬內(nèi)存地址然后進(jìn)行訪問的。

view plain #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include

static unsigned long led_table[] = { S3C2410_GPB5，S3C2410_GPB6，S3C2410_GPB7，S3C2410_GPB8，};

static unsigned long led_cfg_table[] = { S3C2410_GPB5_OUTP，S3C2410_GPB6_OUTP，S3C2410_GPB7_OUTP，S3C2410_GPB8_OUTP，};

static int leds_ioctl(struct inode *inode， struct file *file，unsigned int cmd， unsigned long arg)

{ if((cmd>1) |(arg>3))

return-EINVAL;

switch(cmd)

{ case 0：s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg]，0);break;case 1：s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg]，1);break;

default：return-EINVAL;

}

return 0;}

static const struct file_operations leds_fops = {。owner = THIS_MODULE，。ioctl = leds_ioctl，};

static struct miscdevice misc = {。minor =MISC_DYNAMIC_MINOR，。name ="my_leds"，。fops =&leds_fops，};

static int __init leds_init(void)

{ int ret， i;

//注冊混雜設(shè)備ret =misc_register(&misc);

//配置LED對應(yīng)的GPIOB 5、6、7、8口為輸出并初始化為1，LED滅for(i=0; i

{ s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i]，led_cfg_table[i]);s3c2410_gpio_setpin(led_table[i]，1);}

printk("ledsinit. ");return ret;}

static void leds_exit(void)

{

misc_deregister(&misc);printk("leds_exit ");}

module_init(leds_init);module_exit(leds_exit);

MODULE_AUTHOR("Y-Kee");MODULE_LICENSE("GPL");

原文出自【比特網(wǎng)】，轉(zhuǎn)載請保留原文鏈接：http://soft.chinabyte.com/os/488/12166488.shtml

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標(biāo)簽： linux 安全 大數(shù)據(jù) 代碼 云計算

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